Конспект урока по биологии на тему «Птица – действующий по математическому закону инструмент, сделать который в человеческой власти»

Цели урока:

1. Показать взаимосвязь предметов естественного цикла (физики, биологии, географии, химии), на основе единства законов живой и неживой природы, углубить представления о единстве материального мира, познакомить с применением физических методов при изучении биологических процессов.

2. Содействовать развитию у учащихся критического мышления. Активизировать умение самостоятельно формулировать выводы, развивать речь.

3. Систематизировать полученные учащимися знания по теме «Класс Птицы».

4. Показать возможность практического применения этих знаний в жизни человека.

Задачи урока:

Образовательные:

· Отработать общую характеристику класса Птицы.

· Повторить отличительные особенности строения класса Птицы, связанные с приспособлениями к полету.

· Показать практическое применение знаний о строении птиц в авиации, архитектуре и строительстве (бионика).

Развивающие:

· Научить делать логические заключения на основе анализа имеющейся информации.

· Способствовать умению делать выводы путем сравнения и анализа.

· Развивать чувства взаимопонимания и взаимопомощи, развивать мотивацию изучения физики и биологии, повышение интереса к предметам естественно – научного цикла, используя разнообразные приёмы деятельности, сообщение интересных сведений.

· Тренировать внимание, отрабатывать умение работать с текстом.

Воспитательные:

· Сформировать умение работать в группе, слушать товарищей, находить правильный ответ из множества предложенных.

· Уметь аргументировано отстаивать свою точку зрения.

· Уметь подчиниться решению большинства.

· Уметь достойно признавать свое поражение.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Активизация знаний. (1-й слайд)

Учитель

Современный человек окружил себя множеством сложных машин, живет в мире больших скоростей. Но и сейчас мы снова идем “на поклон” к природе. Почему?

Так как человек и сейчас подмечает много преимуществ в творениях природы перед своими собственными созданиями. Ведь у живой природы наиболее сложные материалы, устройства, технологические процессы по сравнению со всеми известными в науке. Именно с целеустремленного «подглядывания» за природой родилась новая наука — бионика.

Главная задача урока показать практическое применение знаний о строении птиц в авиации, архитектуре и строительстве (бионика).

3. Изучение нового материала. (2-ой слайд)

Учитель.

Дважды в год мы становимся свидетелями замечательного и до сих пор не вполне объясненного явления: перелетные птицы летят весной из теплых стран в холодные и умеренные области. Осенью все эти птицы, а также молодые выводки возвращаются обратно. Мечта о полете – о машущем полете – стара если не как мир то, во всяком случае, как история развитого человеческого сознания. Древние, имея перед глазами пример птиц, не могли представить себе иной способ полета. Такова и первая сохранившаяся в истории попытка осмыслить полет с точки зрения простых научных знаний.

Ученик (история) (3, 4-й слайды)

Это сделал Леонардо да Винчи в книге «Кодекс о полёте птиц» Это небольшая тетрадь, состоящая из 18 листов, в которой величайший ученый, изобретатель и художник эпохи Возрождения в 1505-1507 годах записал и зарисовал свои исследования о полете птиц. Понадобились еще сотни лет наблюдений и опытов, чтобы прийти к той очевидной для нас мысли, что летать можно и на неподвижном крыле. Теперь же мы прошли по этому пути так далеко, что оставили позади пернатых летунов почти по всем показателям, хотя ни один летательный аппарат не «владеет своим телом» столь совершенно, как птица

Учитель. (5, 6-ой слайды)

Повторим отличительные особенности строения класса Птицы, связанные с приспособлениями к полету. Наибольшее количество приспособлений к полету обнаруживается в скелете птицы. Назовите их.

Ответы учащихся (предполагаемые) Фронтальная беседа.

Форма тела птиц – обтекаемая.

Основные отделы тела – голова небольшая, шея хорошо выраженная, туловище компактное, конечности: крылья, ноги, свободный хвостовой отдел позвоночника очень укорочен.

Перьевой покров – маховые перья образуют летательные плоскости крыльев и хвоста, покровные перья расположены черепицеобразно для лучшей обтекаемости тела, пуховые перья обеспечивают теплоизоляцию.

Полную информацию смотрите в файле. 

Метапредметный урок по биологии

Тема: «Птица – действующий по математическому закону инструмент, сделать

который в человеческой власти…»

(Леонардо да Винчи)

Цели урока:

1. Показать взаимосвязь предметов естественного цикла (физики, биологии, географии, химии), на основе единства законов живой и неживой природы, углубить представления о единстве материального мира, познакомить с применением физических методов при изучении биологических процессов.

2. Содействовать развитию у учащихся критического мышления. Активизировать умение самостоятельно формулировать выводы, развивать речь.

3. Систематизировать полученные учащимися знания по теме «Класс Птицы».

4. Показать возможность практического применения этих знаний в жизни человека.

Задачи урока:

Образовательные:

• Отработать общую характеристику класса Птицы.

• Повторить отличительные особенности строения класса Птицы, связанные с приспособлениями к полету.

• Показать практическое применение знаний о строении птиц в авиации, архитектуре и строительстве (бионика).

Развивающие:

• Научить делать логические заключения на основе анализа имеющейся информации.

• Способствовать умению делать выводы путем сравнения и анализа.

• Развивать чувства взаимопонимания и взаимопомощи, развивать мотивацию изучения физики и биологии, повышение интереса к предметам естественно – научного цикла, используя разнообразные приёмы деятельности, сообщение интересных сведений.

• Тренировать внимание, отрабатывать умение работать с текстом.

Воспитательные:

• Сформировать умение работать в группе, слушать товарищей, находить правильный ответ из множества предложенных.

• Уметь аргументировано отстаивать свою точку зрения.

• Уметь подчиниться решению большинства.

• Уметь достойно признавать свое поражение.

Оборудование и наглядные пособия:

1. Карточки- задания

2. Лупы, набор перьев.

3. Демонстрационный материал «Скелет птиц», « Строение крыла»

4. Презентация «Птицы».

5. Учебное электронное издание «Биология 6-11 класс».

6. Компьютеры, проектор, экран.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Активизация знаний.(1-й слайд)

Учитель

Современный человек окружил себя множеством сложных машин, живет в мире больших скоростей. Но и сейчас мы снова идем “на поклон” к природе. Почему?

Так как человек и сейчас подмечает много преимуществ в творениях природы перед своими собственными созданиями. Ведь у живой природы наиболее сложные материалы, устройства, технологические процессы по сравнению со всеми известными в науке. Именно с целеустремленного «подглядывания» за природой родилась новая наука — бионика.

Главная задача урока показать практическое применение знаний о строении птиц в авиации, архитектуре и строительстве (бионика).

3. Изучение нового материала. (2-ой слайд)

Учитель.

Дважды в год мы становимся свидетелями замечательного и до сих пор не вполне объясненного явления: перелетные птицы летят весной из теплых стран в холодные и умеренные области. Осенью все эти птицы, а также молодые выводки возвращаются обратно. Мечта о полете – о машущем полете – стара если не как мир то, во всяком случае, как история развитого человеческого сознания. Древние, имея перед глазами пример птиц, не могли представить себе иной способ полета. Такова и первая сохранившаяся в истории попытка осмыслить полет с точки зрения простых научных знаний.

Ученик (история) (3,4-й слайды)

Это сделал Леонардо да Винчи в книге «Кодекс о полёте птиц» Это небольшая тетрадь, состоящая из 18 листов, в которой величайший ученый, изобретатель и художник эпохи Возрождения в 1505-1507 годах записал и зарисовал свои исследования о полете птиц. Понадобились еще сотни лет наблюдений и опытов, чтобы прийти к той очевидной для нас мысли, что летать можно и на неподвижном крыле. Теперь же мы прошли по этому пути так далеко, что оставили позади пернатых летунов почти по всем показателям, хотя ни один летательный аппарат не «владеет своим телом» столь совершенно, как птица

Учитель. (5,6-ой слайды)

Повторим отличительные особенности строения класса Птицы, связанные с приспособлениями к полету. Наибольшее количество приспособлений к полету обнаруживается в скелете птицы. Назовите их.

Ответы учащихся (предполагаемые) Фронтальная беседа.

Форма тела птиц – обтекаемая.

Основные отделы тела – голова небольшая, шея хорошо выраженная, туловище компактное, конечности: крылья, ноги, свободный хвостовой отдел позвоночника очень укорочен.

Перьевой покров – маховые перья образуют летательные плоскости крыльев и хвоста, покровные перья расположены черепицеобразно для лучшей обтекаемости тела, пуховые перья обеспечивают теплоизоляцию.

Опорно-двигательная система – седловидной формы, сочлененные позвонки шеи, спинная кость (сросшиеся грудные позвонки) и крестец (сросшиеся кости таза) обеспечивают «непровисание» тела во время полета, грудина и киль – место прикрепления мощных мышц, двигающих крыло. Сросшиеся кости кисти увеличивают летательную плоскость, управление полетом осуществляется прикрепленными к ней рулевыми перьями, сросшиеся трубчатые кости конечностей и плоские губчатые кости скелета туловища обеспечивают прочность и легкость, сильно развитые грудные и подключичные мышцы двигают крыло (Демонстрация скелета птицы).

Дыхательная система – легкие и воздушные мешки – обеспечивают непрерывный газообмен на вдохе и выдохе: двойное дыхание.

Учитель

Прежде всего, предлагаю вам выяснить, какими характеристиками должно обладать тело, способное к полету (создание кластера в процессе беседы с учащимися, который оформляется на доске и в тетрадях).

Выводы учеников (предполагаемый) Индивидуальная работа

В ходе обсуждения ребята приходят к выводу, что специализация к полету у птиц привела к:

• Формированию обтекаемой формы тела;

• Облегчению массы тела за счет трубчатого и губчатого строения костей скелета;

• Интенсивное дыхания за счет непрерывного газообмена (двойное дыхание);

• Уменьшению размеров тела;

• Передние конечности превратились в крылья.

Ученик (физика) (7,8-ой слайды)

Рассмотрим механизм полета птиц.

Перья имеют различные размеры и форму, а значит, выполняют и разные функции. Для полета большое значение имеют маховые перья – они жестче остальных и во время полета создают тягу и подъемную силу, составляют несущую поверхность крыла. Для управления полетом большое значение имеют рулевые перья хвоста. (Учащиеся рассматривают коллекцию перьев)

Вы обращали внимание на полет птиц? Его можно разделить на два вида: парящий (пассивный) и машущий (активный).

Обычно птицы комбинируют эти способы в зависимости от обстоятельств.

Рассмотрим подробнее парящий полет. Сравним форму тела и крыльев у медленно и быстро парящих птиц. Медленно парящие птицы – большей частью материковые; они могут использовать слабые ветры и термальные потоки. Быстро парят преимущественно морские птицы; они могут использовать сильные ветры.

Медленно парящие птицы (грифы, орлы, ястребы и др.)

Строение крыла: ( Демонстрирует коллекцию «Строение крыла»)

Маховых перьев 2-го порядка много – для создания подъемной силы;
Положение крыльев при парении – крылья распластаны;
Широкое крыло обеспечивает большую подъемную силу;
Маховые 1-го порядка расправлены для увеличения подъемной силы;
Хвост используется для балансирования.

Выясним условия этих полетов: (запись на доске)

Если сила тяжести (P_тяж), действующая на птицу, уравновешивается подъемной силой воздушного потока (F_под), то птица парит на одной высоте;
Если F_под Р_тяж, то птица поднимается вверх;
Если F_под тяж, то птица опускается вниз.

Используя разницу в подъемных силах воздушных потоков, парящая птица может часами держаться в воздухе, не тратя особых мышечных усилий, и подниматься в нем, и опускаться, как это делают морские альбатросы, буревестники.

Чтобы понять физику активного полета, необходимо познакомиться с азами аэродинамики – раздела физики, который изучает законы движения газов. Большой вклад в развитие аэродинамики внес выдающийся русский ученый Николай Егорович Жуковский. В его трудах есть специальные работы о парении птиц, относящиеся к 1891 г.

Ученик (химия) (9-й слайд)

Птицы много едят, так как пища источник энергии. Пища переваривается быстро, у них хорошо работают печень, поджелудочная железа, кишечник всегда пустой, чтобы было легче.

Когда человек придумал самолет. Он придумал и для него пищу. Это бензин высокого качества, который сгорает и дает энергию.

Для облегчения массы самолета человек использует очень легкий металл- алюминий, многие части делает из прочной пластмассы.

Ученик (география) (10-й слайд)

Перелеты, как правило, совершаются по трассам, обеспечивающим птицам по возможности безопасный отдых и питание. Такие трассы зачастую совпадают с морским побережьем, долинами или водоразделами рек. Как известно, магнитные полюсы Земли не совпадают с ее географическими полюсами. Поэтому линии магнитной «широты» не совпадают с линиями широты географической. Если птицы способны реагировать на величину магнитного поля, то в их распоряжении оказывается своеобразная координатная сетка, с помощью которой они могут ориентироваться в полете. Это предположение было недавно проверено на опыте. К обоим крыльям каждого из десяти обученных почтовых голубей прикрепили по одному сильному магниту весом около 0,8 г., имевшему вид пластинки размером 25,4 × 4,9 × 0,62 мм. К крыльям десяти контрольных голубей прикрепили медные пластинки таких же размеров. Расстояние между магнитами или пластинками при полете птицы составляло примерно 30 см.

После тренировки птиц выпустили в незнакомой местности, на расстоянии 100 км от голубятни. В итоге испытаний пять голубей, несших медные пластинки, возвратились на голубятню в тот же день и на другой день прилетели еще три. Из десяти голубей, несших магниты, на голубятню вернулся лишь один, и то только на четвертый день. Этот опыт убедительно подтверждает, что магнитное поле Земли играет важную роль в процессе ориентировки птиц.

В авиации диспетчер управления воздушного движения (диспетчер УВД) следит за движением самолетов в воздушном пространстве.

4.Рефлексия.

Изучив аэродинамику полета птиц, Н.Е. Жуковский занялся теоретической разработкой профилей крыла самолета, конструкцией самолетных винтов и проектированием самих самолетов. За огромный вклад в самолетостроение его называют отцом русской авиации.

Учитель. (11-й слайд)

Сравним особенность строения птиц и самолета. Подумайте и самостоятельно заполните правую часть таблицы. (Демонстрация слайда позволяет осуществить самопроверку выполненной работы, подводится итог)

Учитель (12,13,14,15-й слайды)

Бионика - наука об использовании в технике знаний о конструкции, принципе и технологическом процессе живого организма. У вас на столах карточки- задания предположите, где человек нашел практическое применение свойств живой природы?

(демонстрация слайдов, учащиеся должны предположить, где человек использует некоторые свойства и строение животных на практике)

Примеры практического применения человеком свойств живой природы:

• Полёт в мире живой природы и летательный аппарат человека

• Реактивный движитель кальмара и принцип реактивного двигателя

• Секрет скорости дельфина и современные конструкции быстроходных плавательных средств

• Биоакустика рыб

• Эхолокационный аппарат летучих мышей

• Аппарат предсказатель шторма (медузы)

• Применение ультразвука в науке и технике

5.Итог урока (Домашнее задание.) (16-й слайд)

Учитель

• Все ли тайны природы раскрыты?

• Какими естественными изобретениями оснащены животные и растения?

• Смог ли человек воспользоваться ими при создании искусственных устройств?

1. Подготовительный этап:

Проведение урока требует определенной подготовительной работы, в которую включаются практически все учащиеся класса:

1. Подготовить сообщения по следующим темам «Полёт в мире живой природы и летательный аппарат человека» , « История самолетостроения»

2. Использование ЦОРов (1С: Школа. Физика, 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий. ЗАО 1С,2003-2004.; 1С: Школа. Биология,7-9кл. ЗАО 1С, 2003.) подобраны видеофрагменты:  «Полёт птиц» , «Строение крыла птиц и самолетов»

(При этом необходимо установить платформу 1С)

3. Создание презентации к уроку с использованием различных картинок, соответствующей тематики.

Литература:

1. Семке А. И. Нестандартные задачи по физике. Для классов естественно – научного профиля / А. И. Семке.– Ярославль: Академия развития, 2007.

2. Доктор Карл Шукер. Удивит. способ. животных. О. В.. Иванова, И. Г. Лебедев, перевод на русский язык, 2000. ООО “ТД Изд-во Мир книги”, 2006.

3. Кац Ц. Б. Биофизика на уроках физики: Книга для учителя: из опыта работы М.: Просвещение, 2000.

4. Ц.Н.Феодосиевич, Г.И. Иванович. Бионика в школе. Киев: 1990.

5. Ю.Г.Симвков. Живие приборы. М.: 1986.

6. И.И.Гармаш. Тайны бионики. Киев: 1985.

7. Моделирование в биологии, пер. с англ., под ред. Н. А. Бернштейна, М., 1963.

8. Вопросы бионики. Сб. ст., отв. ред. М. Г. Гаазе-Рапопорт, М.: 1967.

9. Мартека В., Бионика, пер. с англ., М.: 1967.

10.Крайзмер Л. П., Сочивко В. П., Бионика, 2 изд., М.: 1968.

Интернет-ресурсы:

1. http://www.studik.ru

2. http://www.BankReferatov.ru

3. http://www.bestreferat.rureferat-42944.html

4. http://referat.ru/pub/item/9920

5. http://www.bestreferat.ru/referat-42944.html

6. Интернет картинки.